[发明专利]光积分模块及其适用的光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种光积分柱，尤指一种可防止灰尘覆盖于光积分柱入口的光积分模块及其所适用的光学系统。

背景技术

近年来，各式各样的投影机被广泛地应用于各种不同的影像用途。举例而言，投影机可在教室、会议室、研讨室或家庭剧院等场所举办演讲、主持会议或进行课程教学。通过投影机的处理，由影像信号源所提供的影像信号可被放大并显示于投影屏幕上。

图1为常用的数字光处理(digital light processing,DLP)投影系统中光由灯具到投影镜头的路径示意图。如图1所示，投影系统1包括灯具11、光积分柱12(例如，光通道)、中继透镜组13、全内部反射棱镜14(total internal reflection prism,TIR prism)、数字微镜装置15(digital micro-mirror device,DMD)以及投影镜头16。具有椭圆形反射镜的灯具11输出光束11a，并将光束11a汇聚到光积分柱12内。通过光积分柱12进行均匀化的光束11a穿透中继透镜组13以及全内部反射棱镜14，接着入射于数字微镜装置15上。然后，数字微镜装置15将经过均匀化的光进行调控并通过投影镜头16投射于屏幕(未图示)上。

图2为光汇聚于光积分柱入口表面的示意图。如图1所示，通常在使用光积分柱12时会在入口表面及出口表面涂布抗反射层，以增加光穿透率。由于从灯具11所发出的汇聚光束11a会聚焦于光积分柱12的入口表面121，使光积分柱12的入口表面121的表面温度相对较高。因此，对形成于光积分柱12的入口表面121的抗反射涂层而言，耐高温是重要的。

随着灯具11的功率的增加，光积分柱12的入口表面121的温度亦大幅的升高，且随着投影系统1使用越久，灰尘越可能附着于光积分柱12的表面。由于灰尘会吸收热量使灰尘附着处的表面温度上升，可能造成抗反射涂层受损，因此，为解决此问题，通常会移除抗反射涂层。然而，移除抗反射层会使光积分柱12的光穿透率下降，造成光通量降低。一般来说，玻璃的折射系数大约为1.5，根据菲涅耳方程式(Fresnel equations)可知，未涂布抗反射涂层的玻璃大约有4％的反射率。同样根据菲涅耳方程式可知，一般涂布合适的抗反射涂层可将反射率减少至1％以下。换言之，若移除光积分柱12的抗反射涂层，光学系统会损失大约3％的光通量。

有鉴于此，如何发展一种光积分模块及其适用的光学系统，以解决常用技术的缺失，实为本领域技术人员目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光积分模块及其适用的光学系统，通过将具有较大表面积的光学组件设置于光积分柱的入口，以解决常用的光积分柱因光源效率提升，而无法保留抗反射涂层的问题，或者因灰尘堆积使抗反射涂层过热受损的问题。

本发明的另一目的在于提供一种光积分模块及其适用的光学系统，将具有较大表面积的透光元件设置于光积分柱的入口，以增加入射于抗反射层的入射面积，降低光的密度以及抗反射涂层的工作温度，借以保留抗反射层并防止抗反射层受损，达到提升光积分模块整体光通率的优点。

根据本发明的构想，本发明的一较广实施样式为提供一种光积分模块，包括光积分柱、光学组件以及抗反射层。光积分柱具有入口，且光学组件覆盖于光积分柱的入口。光学组件具有透光表面，其中透光表面的表面积大于光积分柱的入口的截面积。抗反射层形成于透光表面。其中，入射光穿透抗反射层，并沿光通路径穿透光学组件，再入射于光积分柱的入口。

根据本发明的构想，本发明的另一较广实施样式为提供一种光学系统，包括光积分模块及光源。光积分模块包括光积分柱、光学组件以及抗反射层。光积分柱具有入口，且光学组件覆盖于光积分柱的入口前方。光学组件具有透光表面，其中透光表面的表面积大于光积分柱的入口的截面积。抗反射层形成于透光表面。光源提供入射光入射于抗反射层。其中，入射光穿透抗反射层，并沿光通路径穿透光学组件，再入射于光积分柱的入口。

根据本发明的构想，本发明的又一较广实施样式为提供一种光积分模块，包括光积分柱、光学组件以及抗反射层。光积分柱具有入口，且光学组件光耦合于光积分柱的入口。光学组件具有透光表面，其中透光表面的表面积大于光积分柱的入口的截面积。抗反射层形成于透光表面。其中，光学组件设置于光通路径的上游，光积分柱设置于光通路径的下游，入射光穿透抗反射层并沿该光通路径传输。